Биосфера как глобальная экосистема. Экологические проблемы биосферы презентация

наружная оболочка Земли, населенная организмами, составляющими в совокупности живое вещество планеты. Это одна из важнейших геосфер Земли, являющаяся основным ком­понентом природной среды, окружающей человека.

Зюссом в 1875 г. Он понимал под биосферой тонкую пленку жизни на земной поверхности. Роль и значение биосферы для развития жизни на нашей планете оказались настолько велики, что уже в первой трети XX в. возникло новое фундаментальное научное направление в естествознании —учение о биосфере, основоположником которого является великий русский ученый В.И. Вернадский.

— внутренних и внешних.
К внутренним относятся:
ядро
мантия
К внешним:
литосфера (земная кора)
гидросфера
атмосфера
биосфера

кору мощностью (толщиной) от 6 (под океанами) до 80 км (горные системы). Земная кора сложена горными породами. Доля различных горных пород в земной коре неодинакова — более 70% приходит­ся на базальты, граниты и другие магматические породы, около 17% — на преобразованные давлением и высокой температурой породы и лишь чуть больше 12% — на осадочные.

подразделяют на:
Поверхностную
Подземную
Поверхностная гидросфера — водная оболочка поверхност­ной части Земли. В ее состав входят воды океанов, морей, озер, рек, водохранилищ, болот, ледников, снежных покровов и др. Все эти воды постоянно или временно располагаются на зем­ной поверхности и носят название поверхностных.
Поверхностная гидросфера не образует сплошного слоя и прерывисто покрывает земную поверхность на 70,8%.

называют подземными. Сверху подземная гидросфера ограничена поверхностью земли, нижнюю ее границу проследить невозможно, так как гидросфера очень глубоко проникает в толщу земной коры.
По отношению к объему земного шара общий объем гидросферы не превышает 0,13%. Основную часть гидросферы (96,53%) составляет Мировой океан. На долю под­земных вод приходится 23,4 млн. км3, или 1,69% от общего объема гидросферы, остальное — воды рек, озер и ледников.

из смеси различных газов, водяных паров и пы­ли (табл. 6.3, по Н. Реймерсу, 1990). Общая масса атмосферы — 5,15-Ю15 т. На высоте от 10 до 50 км, с максимумом кон­центрации на высоте 20-25 км, расположен слой озона, защи­щающий Землю от чрезмерного ультрафиолетового облучения, гибельного для организмов.

и влаги. Погода и климат на Земле зависят от распределения тепла, дав­ления и содержания водяного пара в атмосфере. Водяной пар поглощает солнечную радиацию, увеличивает плотность воз­духа и является источником всех осадков. Атмосфера поддерживает различные формы жизни на Земле.

до высоты 8-10 км в поляр­ных, 10-12 км в умеренных и 16-18 км в тропических широтах) и в меньшей степени стратосферы, области холодного разре­женного сухого воздуха толщиной примерно 20 км. Сквозь стратосферу непрерывно падает метеоритная пыль, в нее выбрасы­вается вулканическая пыль, а в прошлом — и продукты ядерных взрывов в атмосфере.
К атмосферным явлениям относят: осадки, облака, туман, грозу, гололед, пыльную (песчаную) бурю, шквал, метель, изморозь, росу, иней, обледенение, полярное сияние и др.

высоты 25-30 км (до озонового слоя), практически вся гидросфера и верхняя часть литосферы примерно до глубины 3 км. Особенностью этих частей является то, что они населены живыми организмами, составляющими живое вещество планеты. Взаимодействие абиотической части биосферы — воздуха, воды и горных пород и органического вещества — биоты обусловило формирование почв и осадочных пород.

абиотической и биотической части.
Абиотическая часть представлена:
почвой и подстилающими ее породами до глубины, где в них еще есть живые организмы, вступающие в обмен с веществом этих пород и физической средой порового пространства;
атмосферным воздухом до высот, на которых возможны еще проявления жизни; 3) водной средой океанов, рек, озер и т. п.

биосферы, без которой не может существовать сама жизнь: биогенный ток атомов. Живые организмы осуществляют этот ток атомов благодаря своему дыханию, питанию и размножению, обеспечивая обмен веществом между всеми частями биосферы.

стремиться к максимальному проявлению, к «всюдности» жизни;
— обеспечить выживание организмов, что увеличивает саму биогенную миграцию.

единое целое. Его хи­мический состав подтверждает единство природы — он состоит из тех же элементов, что и неживая природа, только соотношение этих элементов различное и строение молекул иное.

было их местообитание, существует биогенный ток атомов. Этот ток не смог бы иметь места, во всяком случае, в наземных условиях, если бы не было почв.
Почвы — важнейший компонент биосферы, оказывающий наряду с Мировым океаном решающее влияние на всю гло­бальную экосистему в целом. Именно почвы обеспечивают питание биогенными веществами растения, которые кормят весь мир гетеротрофов. Почвы на Земле разнообразны, и их плодородие тоже разное.

группа почв, формирующихся в однородных условиях и характеризующаяся определенным почвенным профилем и направленностью почвообразования.
Поскольку важнейшим почвообразующим фактором является климат, то, в значительной мере, генетические типы почв совпадают с географической зональностью:
арктические и тундровые почвы,
подзолистые почвы,
черноземы,
каштановые,
серо-бурые почвы и сероземы,
красноземы и желтоземы.

и малый (биогеохимический).
Большой круговорот веществ в природе (геологический) обусловлен взаимодействием солнечной энергии с глубинной энергией Земли и осуществляет перераспре­деление вещества между биосферой и более глубокими горизонтами Земли.
Осадочные горные породы, образованные за счет вывет­ривания магматических пород, в подвижных зонах земной коры вновь погружаются в зону высоких температур и давлений. Там они переплавляются и образуют магму — источник новых магматических пород. После поднятия этих пород на земную поверхность и действия процессов выветривания вновь происходит трансформация их в новые осадочные породы. Символом круговорота веществ является спираль, а не круг. Это означает, что новый цикл круговорота не повторяет в точности старый, а вносит что-то новое, что со временем приводит к весьма значительным изменениям.

через атмосферу. Влага, испарившаяся с поверхности Мирового океана (на что затрачивается почти половина поступающей к поверхности Земли солнечной энергии), переносится на сушу, где выпадает в виде осадков, которые вновь возвращаются в океан в виде поверхностного и подземного стока. Круговорот воды происходит и по более простой схеме: испарение влаги с поверхности океана — конденсация водяного пара — выпадение осадков на эту же водную поверхность океана.

лишь в пределах биосферы. Сущность его в образовании живого вещества из неорганических соединений в процессе фотосинтеза и в превращении органического вещества при разложении вновь в неорганические соединения.
Главным источником энергии круговорота является солнечная радиация, которая порождает фотосинтез.

основные газы атмосферы Земли, азот и кислород, биогенного происхождения, как и все подземные газы — продукт разложения отмершей органики;
вторая функция — концентрационная — организмы накап­ливают в своих телах многие химические элементы, среди которых на первом месте стоит углерод, среди металлов — первый кальций, концентраторами кремния являются диатомовые водоросли, йода — водоросли (ламинария), фос­фора — скелеты позвоночных животных;
третья функция — окислительно-восстановительная — организмы, обитающие в водоемах, регулируют кислородный режим и создают условия для растворения или же осаждения ряда металлов (V, Mn, Fe) и неметаллов (S) с перемен­ной валентностью;
четвертая функция — биохимическая — размножение, рост и перемещение в пространстве («расползание») живого вещества;
пятая функция — биогеохимическая деятельность человека — охватывает все разрастающееся количество веществ земной коры, в том числе таких концентраторов углерода, как уголь, нефть, газ и другие, для хозяйственных и быто­вых нужд человека.

среза:
резервный фонд — это огромная масса движущихся веществ, не связанных с организмами;
обменный фонд — значительно меньший, но весьма активный, обусловленный прямым обменом биогенным веществом между организмами и их непосредственным окружением.
Если же рассматривать биосферу в целом, то в ней можно выделить:
круговорот газообразных веществ с ре­зервным фондом в атмосфере и гидросфере (океан) и
осадочный цикл с резервным фондом в земной коре (в геологическом круговороте).

вещества, из которых, в основном, состоят белковые молекулы.
К ним относятся:
Биогеохимические циклы углерода
Биогеохимические циклы кислорода
Биогеохимические циклы азота
Биогеохимические циклы фосфора
Биогеохимические циклы серы

с реализацией экономических, военных, рекреационных, культурных и других интересов человека, вносящую физические, химические, биологические и другие изменения в окружающую природную среду.
Известный эколог Б. Коммонер (1974) выделял пять, по его мнению, основных видов вмешательства человека в экологические процессы:
упрощение экосистемы и разрыв биологических циклов;
концентрация рассеянной энергии в виде теплового загрязнения;
рост числа ядовитых отходов от химических производств;
введение в экосистему новых видов;
появление генетических изменений в организмах растений и животных.

со­знательно во имя достижения конкретных целей. Существуют и антропогенные воздействия стихийные, непроизвольные, имеющие характер последействия (Котлов, 1978). Например, к этой категории воздействий относятся процессы подтопления территории, возникающие после ее застройки, и др.

загрязнение.
Загрязнением называют поступление в окружающую природную среду любых твердых, жидких и газообразных веществ, микроорганизмов или энергий (в виде звуков, шумов, излучений) в количествах, вредных для здоровья человека, животных, состояния растений и экосистем.
Более развернутую характеристику этого понятия приводит известный французский ученый Ф. Рамад (1981): «Загрязнение есть неблагоприятное изменение окружающей среды, которое целиком или частично является результатом человеческой деятельности, прямо или косвенно меняет распределение приходящей энергии, уровни радиации, физико-химические свойства окружающей среды и условия существования живых существ. Эти изменения могут влиять на человека прямо или через сельскохозяйственную продукцию, через воду или другие биологические продукты (вещества)».
По объектам загрязнения различают загрязнение поверхностных и подземных вод, загрязнение атмосферного воздуха, загрязнение почв и т. д. В последние годы актуальными стали и проблемы, связанные с загрязнением околоземного космического пространства.

развития новых технологических процессов постоянно растет. В этом отношении «приоритет», как в локальном, так и в глобальном масштабе, ученые отдают следующим загрязняющим веществам:
диоксиду серы (с учетом эффекта вымывания диоксида серы из атмосферы и попадания образующихся серной кислоты и сульфатов на растительность, почву и в водоемы);
тяжелым металлам: в первую очередь свинцу, кадмию и особенно ртути (с учетом цепочек ее миграции и превращения в высокотоксичную метилртуть);
некоторым канцерогенным веществам, в частности бенз(а)пирену;
нефти и нефтепродуктам в морях и океанах;
хлорорганическим пестицидам (в сельских районах);
оксиду углерода и оксидам азота (в городах).
Этот перечень, безусловно, должен быть дополнен радио­нуклидами и другими радиоактивными веществами,

биосферу относят:
загрязнение среды опасными отходами;
шумовое воздействие;
биологическое загрязнение;
воздействие электромагнитных полей и излучений и некоторые другие виды воздействий.

как в твердом, так и жидком и реже — в газообразном состояниях.
Твердые бытовые отходы (ТБО) — совокупность твердых веществ (пластмасса, бумага, стекло, кожа и др.) и пищевых отбросов, образующихся в бытовых условиях.
Жидкие бытовые отходы представлены в основном сточными водами хозяйственно-бытового назначения.
Газообразные — выбросами различных газов.
Промышленные (производственные) отходы (ОП) — это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшихся при производстве продукции или выполнении работ и утратившие полностью или частично исходные потребительские свойства (рис. 17.1). Они бывают твердыми (отходы металлов, пластмасс, древесина и т. д.), жидкими (производственные сточные воды, отработанные органические растворители и т. д.) и газообразными (выбросы промышленных печей, автотранспорта и т. д.).

окружающую природную среду. Загрязнение среды шумом возникает в результате недопустимого превышения естественного уровня звуковых колебаний. С экологической точки зрения в современных условиях шум становится не просто неприятным для слуха, но и приводит к серьезным физиологическим последствиям для человека. В урбанизи-рованных зонах развитых стран мира от действия шума страдают десятки миллионов людей.

воздействия нехарактерных для них видов живых организмов (бактерий, вирусов и др.), ухудшающих условия существования естественных биотических сообществ или негативно влияющих на здоровье человека.

на состоянии всех экосистем, включая и организм человека. В этот период отмечается ухудшение состояния больных, страдающих сердечно-сосудистыми, нервно-соматическими и другими заболеваниями. Влияет магнитное поле и на животных, в особенности на птиц и насекомых.

иметь антропогенный характер:
Воздействие оружия массового уничтожения
Воздействие техногенных экологических катастроф
Природный характер:
Стихийные бедствия эндогенного характера (землетрясения, цунами)
Стихийные бедствия экзогенного характера (наводнения, засуха, штормы)